【软考】-- 计算机组成体系结构(上)【我的1024】
【软考】-- 计算机组成体系结构(上)
- 第一节 进制的表示
- 一、进制的表示
- 二、十进制和其他进制之间的转换
- 三、二、八、十六进制的相互转换
- 第二节 原码、反码、补码、移码
- 一、转换规则
- 二.±0的表示
- 三、表示范围
- 第三节 浮点数
- 第四节 逻辑运算
- 第五节 校验码
- 一、奇偶校验
- 二、海明码
- 三、循环冗余校验码(CRC校验码)
- 第六节 计算机的分类
- 一、按照计算机体积和工作能力划分
- 二、按照指令系统划分
- 第七节 计算机系统组成
- 第八节 中央处理器
- 一、中央处理器的工作流程
- 二、中央处理器的核心部件
第一节 进制的表示
一、进制的表示
1、二进制 B 符号:0、1
2、八进制 O 符号:0、1、2、3、4、5、6、7
3、十进制 D 符号:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9
4、十六进制 H 符号:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F
二、十进制和其他进制之间的转换
1.其他进制转十进制:按权展开法
例:(1011)2 = 1×2^3 + 1×2^1 + 1x2^0 = 11
2.十进制转其他进制:
整数部分:除基取余法
小数部分:乘基取整法
例:(0.625)10 = (0.101)2
例:(11)10 = (1011)2
三、二、八、十六进制的相互转换
1、二进制和八进制转换:以小数点为界,三位二进制转一位八进制数
例:10101111·10111(2) = 257.56(8)
2.二进制和十六进制转换:以小数点为界,四位二进制数转一位十六进制数
例:10101111·10111(2) = AF.B8(16)
3、八进制和十六进制转换:转为二进制
257.56(8) = 10101111.10111(2) = AF.B8(16)
第二节 原码、反码、补码、移码
一、转换规则
1、原码:最高位1表示负数,最高位0表示正数,其余n-1位表示数值的绝对值。
2、反码:正数的反码与原码相同,负数的反码则在原码基础上除符号位外按位取反。
3、补码:正数的补码、反码和原码相同,负数的补码则是其反码基础上加1。
4、移码:将补码的符号位取反。
码制 | 正数 | 负数 |
---|---|---|
原码 | 01100010 | 11100010 |
反码 | 01100010 | 10011101 |
补码 | 01100010 | 10011110 |
移码 | 11100010 | 00011110 |
二.±0的表示
数值0 | 数值-0 | 0 + (-0) | |
---|---|---|---|
原码 | 00000000 | 10000000 | 10000000 |
反码 | 00000000 | 11111111 | 11111111 |
补码 | 00000000 | 00000000 | 00000000 |
移码 | 10000000 | 10000000 | 00000000 |
1、
0在补码和移码中有唯一的表示
:±0的补码:00000000,±0的移码:10000000。
2.计算机采用补码,且没有减法
,转换为加法进行计算,其符号位和数值位均参与计算。
三、表示范围
原码、反码:-((2^n-1) - 1) ~ + ((2^n-1) - 1)
8位二进制下:补码和移码可以表示-128
补码、移码:-2^n-1 ~ + ((2^n-1) - 1)
-128的补码是10000000,移码是00000000
第三节 浮点数
第四节 逻辑运算
第五节 校验码
一、奇偶校验
由若干位有效信息(如一个字节),再加上一个二进制位(校验位)组成校验码。
奇校验:整个校验码(有效信息位和校验位中“1”的个数为奇数。
偶校验:整个校验码(有效信息位和校验位)中“1”的个数为偶数。
奇偶校验,可检查奇数位的错误,不可纠错。如果偶数位发生错误,则发现不了。
二、海明码
也是利用奇偶性进行检错和纠错。在数据位之间插入K个校验位,通过扩大码距来实现检错和纠错。校验位设置在2^i的位置。其位置关系存在一个规律,即 2^P ≥ P+D+1,其中P代表海明码的个数,D代表数据位的个数。
三、循环冗余校验码(CRC校验码)
(n,k)码,信息码占左边的K位,校验码占右边的n-k位,校验码位数越长,校验能力越强。在求CRC编码时,采用的是模二运算。(可检错)
第六节 计算机的分类
一、按照计算机体积和工作能力划分
1、个人移动设备:如智能手机,平板电脑等。
2、桌面计算机:包括低端的上网本,笔记本,台式机和高配置的工作站。
3、服务器:提供大规模的可靠的文件及计算服务。
4、集群/仓库级计算机:
集群机将一组桌面计算机或服务器用网络连接在一起,运行方式类似于一个大型的计算机。
仓库级计算机将数万个服务器连接在一起形成的大规模集群。
5、超级计算机:与个人计算机无太大差异,但规格高,性能要强大许多,具有很强的计算能力,但是能耗巨大。
6、嵌入式计算机:专用的,针对某个具体特定的应用,如微波炉,洗衣机,数码产品等
二、按照指令系统划分
指令系统类型 | 指令 | 寻址方式 | 实现方式 | 其它 |
---|---|---|---|---|
CISC (复杂) | 数量多,使用频率差别大,可变长格式 | 支持多种 | 微程序控制技术(微码) | 研制周期长 |
RISC (精简) | 数量少,使用频率接近,定长格式 | 支持方式少 | 增加了通用寄存器,硬布线逻辑,控制为主,适合采用流水线 | 优化编译,有效支持高级语言 |
第七节 计算机系统组成
第八节 中央处理器
一、中央处理器的工作流程
二、中央处理器的核心部件
1、运算器
①算术逻辑单元ALU:数据的算术运算和逻辑运算。
②累加寄存器AC(数据寄存器):用于暂存操作数和中间运算结果并向ALu提供运算对象。
③状态字寄存器PSW(标志寄存器):存状态标志与控制标志。
④通用寄存器组:用于暂存操作数或数据的地址。
2.控制器
①程序计数器PC:存储下一条要执行指令的地址,每取出一条指令,PC内容自动+1。
②指令寄存器IR:存放正在执行的指令。
③指令译码器ID:对现行指令进行分析,确定指今类型和其所要完成的操作以及寻址方式。
④时序部件:用于产生时序脉中和节拍电位。
⑤状态字寄存器PSW(标志寄存器):保存指令执行完成后产生的条件码。
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